[发明专利]一种土壤含水量遥感监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤监测技术领域，更具体的涉及一种土壤含水量遥感监测方法。

背景技术

土壤含水量作为气候与环境干旱化的重要指示因子之一，影响着土壤的理化性质与植被的生长，进而影响我国的粮食产量。同时，土壤含水量是地表能量平衡和水循环的重要组成部分，是全球变化研究中的重要监测因子。传统的经典土壤水分测定方法如取土烘干法、中子水分仪法及张力计方法等精确度较高，但采样速度慢、需要大量的人力物力并且多局限在点测量的范围上，难以满足实际生产中大面积监测土壤水分的应用需求，具有大范围和快速观测特点的遥感技术特别是多源遥感手段的发展，给土壤湿度的空间分布监测带来极大便利。

土壤水分遥感监测的原理是对土壤表面发射或反射的电磁波的辐射能进行测量，土壤水分的电磁辐射强度的变化主要取决于其反射率、发射率、介电特性和温度等。然而，目前的土壤水分遥感监测方法，为了追求高精度的测量结果，往往忽略了测量速度，在实际应用中，很多时候不需要实时获取高精度的土壤水分含量，而快速获取土壤水分含量普遍适用于各种对土壤水分含量精度要求不高的应用中。

发明内容

本发明实施例提供一种土壤含水量遥感监测方法，用以解决现有技术中存在不能快速获取土壤水分含量以普遍适用于各种对土壤水分含量精度要求不高的应用中的问题。

本发明实施例提供一种土壤含水量遥感监测方法，包括：

获取监测区植被分布的光学遥感影像数据，并对光学遥感影像数据进行特征提取，通过对监测区按照植被种类和位置进行划分，确定不同种类植被所在监测区的植被覆盖程度数据；其中，植被覆盖程度包括：浓密植被覆盖、中等程度植被覆盖、稀疏或不存在植被覆盖；

根据不同种类植被所在监测区的植被覆盖程度数据，引入不同种类植被的生长周期，建立关于时间和位置的监测区植被覆盖程度数据模型；

通过卫星遥感获取监测区的地表温度和蒸发量，结合地理环境和气候特点，对关于时间和位置的监测区植被覆盖程度数据模型、地表温度和蒸发量进行同步处理；

根据关于时间和位置的监测区植被覆盖程度数据模型、地表温度和蒸发量，确定监测区温度植被干旱指数；

根据监测区温度植被干旱指数，确定关于监测参数的地表土壤含水量；其中，监测参数，包括：时间、位置、地表温度和蒸发量；

根据监测参数构建地表土壤含水量校验模型，确定关于监测参数的地表土壤含水量校验值；

根据时间、位置、实测地表温度和蒸发量、以及关于监测参数的地表土壤含水量校验值，确定地表土壤含水量。

较佳地，所述光学遥感影像数据采用MODIS影像数据。

较佳地，本发明实施例提供的土壤含水量遥感监测方法，还包括：对光学遥感影像数据进行无关噪声点数据去除处理。

较佳地，所述将监测区按照植被种类和位置进行划分：包括：根据监测区植被资料数据库中的不同种类植被所在位置，将监测区按照植被种类和位置进行划分。

较佳地，本发明实施例提供的土壤含水量遥感监测方法，还包括：对不同种类植被所在监测区的植被覆盖程度数据分别进行归一化处理。

较佳地，本发明实施例提供的土壤含水量遥感监测方法，还包括：以先验信息为判定条件，对地表温度和蒸发量进行预处理。

本发明实施例中，提供一种土壤含水量遥感监测方法，与现有技术相比，其有益效果如下：

本发明采用光学遥感技术建立关于时间和位置的监测区植被覆盖程度数据模型，并结合监测区的地表温度和蒸发量的遥感数据，通过监测区温度植被干旱指数和关于监测参数的地表土壤含水量校验值，确定关于监测参数的地表土壤含水量，即只需要获知监测区的时间、位置、实测地表温度和蒸发量就可以确定实测地表土壤含水量，其操作简单、测量速度快、广泛适用于土壤含水量监测中，并且将关于监测参数的地表土壤含水量校验值引入关于监测参数的地表土壤含水量测量中，保证了测量结果的精度。

本发明通过精确的光学遥感数据，按照植被种类和位置对监测区进行划分，同时引入不同种类植被的生长周期，建立关于时间和位置的监测区植被覆盖程度数据模型，即对监测区植被覆盖程度数据进行了多种影响参数分类，其分类具体，为地表土壤含水量的测量提供了精确可靠的依据。

本发明通过对关于时间和位置的监测区植被覆盖程度数据模型、地表温度和蒸发量进行同步处理，保证了三组数据处于同一时间段，避免了时间方面小范围内误差，进一步提高了地表土壤含水量测量结果的准确度。

附图说明